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气候变化对中国农业真的是个好消息吗?

编者按:
在气候变化的影响下,中国西北正在变暖变湿,有文章认为这是一个发展西北农业的好机会。 然而事实真的如此吗?
在《知识分子》“气候大会特别策划”第6篇文章里,我们将会看到除了温度、降水,土质、种子、技术、市场需求以及陆地水分的收支情况都会对农业种植产生影响。西北地区一些极度干旱的地带,降水的增加很可能并不能对农业生产带来任何改善。实际上,如果我们将视野放大到全国,会发现北方大部分地区的干旱情况下在近些年甚至有加剧的趋势。中国乃至全球的粮食安全已经受到了气候变化的影响,缺乏抵御气候变化能力的众多贫困人口,在未来恐将成为气候变化的最大受害者。
 
 
撰文 | 王春晖
责编 | 夏志坚
 
今年9月,一篇名为《真正的大事:寒冷干旱的中国西北正在变暖变湿》的报道引发了广泛关注。这篇报道通过列举数据说明了中国自1961年(有正式气象记录)以来,西北地区持续的升温、降水增多趋势,且2000年之后这一趋势变得更为显著。
 
这篇报道引述中科院的一份研究报告称,全球变暖驱动水循环加剧,可能是西北气候暖湿化的根本原因,同时也可解释西北大部分地区冰川融水量增加、河流径流量增加、湖泊水位上升等现象。文章得出的结论是,这样的变化加速了西北增绿,减少了农作物生长季旱情,建议抓住有利机会适当在该地区增加农业种植规模,发展地方经济。
 
光、热、水等气候资源的长期变化,对现有的农业种植制度一定会产生影响。事实上,气候变化可能引发的中国农作物种植制度的变化,早在10多年前就受到了学者关注。
 
中国农业大学资源与环境学院杨晓光教授和她的同事们在2010年开展的一组研究发现,在过去的30多年间,气温上升导致中国农作物多熟制(是指一年之内在同一地块上种植不同的作物,并至少可以收获两次或以上)可能种植的北界正在向北、向西移动,使得很多原先一年一熟的种植地区具备了一年两熟的热量条件 [1]。这就是农业上所谓的种植北界的“北移西扩”现象。现实中黑龙江的水稻种植已经发生明显的改变:在气候变暖的大背景下,原先积温较少的黑龙江北部地区,水稻种植区域明显北移,从而可能使种植制度界限变化区域的粮食单产增加。
 
农业领域把农作物生长发育期内某种特定指标温度(最常用的是≥10℃)持续期间日平均气温的总和称为积温。气候变化带来积温增加的现象,使得单位面积周年的产量在理论上可能会因此提高。现有研究结果表明,如果原先一年一熟的地区变为一年两熟或者一年两熟地区变为一年三熟,中国小麦、玉米、水稻的总产量可能会增加3%。
 
这似乎可以看作是气候变化带给中国农业的一个潜在的机遇,但我们能根据这些研究成果得出“气候变化对中国农业带来了好处”这样的结论吗?
 
01 气象 “暖湿化” 不等于对农业种植有利
 
种植制度资源的变革是一个非常复杂的议题。气候并非决定一个地区作物生长的唯一因素,其他资源如土质、种子、技术、市场需求、劳动力资源,甚至政策扶持都和农业种植息息相关。中国的地貌、温度和降水的区域差异非常之大,平均数值上显示出的气候“暖湿化”趋势对农业的影响也不能一概而论,很难确定它具体能为当地农业带来多大贡献。
 
对于西北地区一些极度干旱的地带来说,数据显示的降水增加值很可能不会对农业生产带来任何实质性影响,因为作物生长还要考虑温度、光照、蒸发量等各项综合因素,同期的高温或低温都会对作物生长造成不同的影响,需要长期跟踪调研。
 
事实上,仅根据气象数据中自然界降水量变化,很难对特定地区的 “干”、“湿” 特征进行定性——该方法本身存在着明显的缺陷:它既没有考虑陆地水分收支的情况,也没有考察人类活动(比如人类用水)可能带来的影响。
 
有学者通过利用由 GRACE 卫星数据计算得出的陆地水储量(TWS),加上大气降水、地表的蒸散发、径流和地下水情况,还有人类用水的影响等多种要素进行综合分析之后,得出的结论是:尽管西北特定地区降水量有弱上升趋势,但中国北方大部分地区——尤其东部(包括华北平原),依然处于干旱化时段,甚至在近些年有加剧的趋势 [2]。
 
如果站在更大的时空角度去考虑,气候变化对西北农业未来的影响也不容乐观:近些年青藏高原雪线上升,融雪增加,青海湖水位持续回升,这一系列变化对农业种植带来的貌似有利的条件,实际可能是非常短期的 “饮鸩止渴”。
 
由联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在今年9月25日发布的《气候变化中的海洋与冰冻圈特别报告》中指出,气候变化驱动的冰川融化会导致地表径流在初期激增,暂时增加供水(在亚洲、欧洲阿尔卑斯山和阿拉斯加,人们已经观察到年径流量的增加),但这种高峰水效应是短暂的,随着冰川水储存耗尽,水供应将不断缩减,甚至完全丧失。这一可以预见的地球环境危机给农业带来的危害是否会超过“暖湿化”理论上带给农业的好处,需要得到更多学界和公众的关注。
 
02 更多的危机和挑战
 
事实上,如果我们从更长的时间尺度,整体评估气候变化给中国农业造成的影响,会发现它带来的更多是危机和挑战,而不是机遇。
 
根据《农业应对气候变化蓝皮书(2016):气候变化对中国农业影响评估报告》所示,1961年——2010年,全国农业干旱灾害整体上呈面积扩大、频率加快的趋势。特别是21世纪以后,干旱成灾率平均达56%,其中华北产粮区和西南地区的干旱风险显著增加,已经开始严重威胁农业生产 [3]。此外,全国洪涝与高温热害总体上也呈面积增大和危害加重的趋势。
 
这份报告还特别提到气候变化(主要是变暖)所导致的全国农业病虫害、病害、虫害发生面积的扩大:从1961年到2010年分别增加了5.38倍、7.27倍和4.72倍。病虫害导致的全国小麦、玉米和水稻的单产损失远大于它们的单产增加速率;对于全国冬小麦、玉米和双季稻而言,病虫害的影响甚至高于气候变暖单独因素造成的单产减少。这些都严重威胁着我国的粮食安全与粮食自给率。
 
03 全球视角下的农业危机
 
从全球范围考察,农业在气候变化的影响下也正变得危机四伏。今年9月份,由联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的《气候变化与土地:IPCC 关于气候变化、荒漠化、土地退化、可持续土地管理、粮食安全及陆地生态系统温室气体通量的特别报告》指出:气候变化已经影响了全球粮食安全,全球升温2℃可能会引发粮食危机,并会进一步扩大南北(发展中地区和发达地区)的不平等差距。
 
比如尽管在亚洲的一些地区(包括中国北方),由于气候变暖和农业创新等因素,水稻产量得到了提高,但是在印度,研究发现从1981年到2009年,小麦产量因气候条件变暖减少了5.2%;整个非洲大陆的主要作物如玉米,小麦,高粱和水果,包括芒果等产量在近些年受气候变化导致的极端干旱天气条件的影响均有所下降,进而导致个别国家及地区的营养不良现象日益严重。
 
从人类日常生活的角度来说,“粮食安全” 意味着粮食供应量充沛且价格合理。当气候变化导致粮食供应发生缩减,食物价格将不可避免地受到影响,甚至可能带来饥荒和政治动荡。除了影响粮食安全,气候变化还会影响作物的营养价值 [4],这意味着人类可能需要吃更多的粮食才能获取同样的营养,否则可能出现营养不良的情况。极端气候还会导致运输和供应链出现问题,影响地区性的粮食供应。这些因素都让粮食安全的形势更加严峻,其中发展中国家和穷人受到的冲击最大。
 
随着气候变化带来的影响日益显现,世界各地的农民未来几十年将会面临更加严峻的挑战,而研究气候变化和极端天气气候事件对农业、农村和农民造成的影响及相关的应对措施,势必会得到更多的关注。
 
不论是目前国际上热络的 “气候智能型农业”(climate smart agriculture, CSA),还是由联合国粮农组织所提倡的“全球重要农业文化遗产系统(Globally Important Agricultural Heritage Systems,GIAHS),亦或是今年刚刚结束的联合国气候峰会(纽约)上由中国牵头提出的“基于自然的解决方案”(Nature-based solutions ,NBS),都试图将农民的生计、农村和农业的发展与粮食安全共同纳入考察范围,通过一整套综合的,而不是单一的解决方案来改革我们的农业,以增强农业应对气候变化的能力。
 
毫无疑问地球的气候——无论是大的时间尺度上的升温,还是当下即刻的灾害性天气事件,都在发生变化,而农业是对这种变化反应最敏感的领域之一。各种证据显示,气候变化正在深刻影响着中国及全球粮食安全,并进一步加剧区域发展不平衡。我们的农业需要通过系统性的革新和升级来回应这一挑战,这意味着未来在相应研究领域需要投入更多资源和智慧。
 
参考资料
 
[1] 全球气候变暖对中国种植制度可能影响 Ⅰ.气候变暖对中国种植制度北界和粮食产量可能影响的分析》*杨晓光, 刘志娟, 陈阜. 中国农业科学, 2010年。
 
[2] 《关于我国北方干旱化及其转折性变化》马柱国, 符淙斌, 杨庆, 等,《大气科学》2018年7月。
 
[3] 《关于我国北方干旱化及其转折性变化》马柱国, 符淙斌, 杨庆, 等,《大气科学》2018年7月。
 
[4] 《气候变化降低大米营养价值》 中外对话,2018.06.21
 
https://www.chinadialogue.net/article/show/single/ch/10690-Climate-change-will-make-rice-less-nutritious
 
作者简介
 
王春晖,自由撰稿人,长期关注农业、健康、气候、公共政策领域。
 
 
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